CN101868326A - 销轴连接器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了销轴连接用的改进连接装置。虽然这种连接装置可用于拉铲挖土机挖掘装置，但这种连接装置也可用于许多其它类型采矿设备、挖泥设备、林业设备和建筑设备的销轴连接。用于连接装置的插入件具有截头锥形的形状，该插入件与被连接装置所连接部件中的孔结合。

Description

销轴连接器

背景技术

拉铲挖土机挖掘装置一般用于采矿和运土作业。Briscoe的美国专利4,791,738、Briscoe的美国专利5,084,990以及Fleck等人的美国专利5,992,061中公开了拉铲挖土机挖掘装置的一些例子。通常，拉铲挖土机挖掘装置包括吊铲抓斗，该吊铲抓斗贴附地面并收集地面上的废渣、岩石，以及其它碎石。一对起重链固定在吊铲抓斗的相对侧，并向上延伸与起重钢丝绳结合，起重钢丝绳有效地支承吊铲抓斗并控制吊铲抓斗的垂向位置。一对卸料绳同样固定在吊铲抓斗上来控制吊铲抓斗相对于地面的方向(即，倾斜的或成角度的)。此外，一对牵引链固定在吊铲抓斗的前部，并与牵引钢丝绳连接，以控制抓斗的水平拖曳运动。

使用拉铲挖土机挖掘装置时，当废渣、岩石，以及其它碎石接触地面或者在地面滑动时，它们可能磨损吊铲抓斗和索具。不同部件之间的连接在部件表面彼此靠贴的区域中也可能经受磨损，并受到拉伸力、挤压力、磨擦力或者其它各种力的作用。因此，使用一段时间后，拉铲挖土机挖掘装置的各部分要进行维修，以对磨损部件或者因其它方式被损坏的部件进行检查、修复或者更换。

拉铲挖土机挖掘装置的一些部件之间的连接机构是容许两个连接的部件相对旋转的销轴连接器(pinned connections)。通常，销轴连接器包括贯穿两个连接部件(即，由销轴连接的部件)的销轴，以便有效地将连接部件连接起来。许多销轴连接器装有衬套，该衬套环绕销轴表面延伸并接触销轴表面。为了安装衬套，一般对接纳衬套的孔进行加热，以使其内径膨胀，同时冷却衬套(例如用干冰)，以使衬套的外径收缩。然后，将衬套压入孔中。另可将衬套焊在孔中，以紧固衬套。衬套安装后，将销轴插入连接器中，使之固定在衬套内。板材或其它部件同浮动销轴一起焊接在孔的外端上，以防销轴移动或者从连接部件弹出。固定后的销轴包括头部和螺母或其它将销轴保持在连接器中的元件。

采矿机和运土机在维修期内不能使用，对机器的总效率起到限制性作用。为了检查、修理或替换销轴连接器，通常要除掉各焊合板，形成通向销轴和衬套的通路，这包括用焊炬割下至少一块焊合板。此外，维修可包括从连接部件上分解销轴及/或衬套，这包括用焊炬切下衬套。使用拉铲挖土机挖掘装置的过程中，源自废渣、岩石以及其它碎石的细屑(即，较小的颗粒或尘土)可能挤满或者以其它方式嵌入销轴连接器中，在除去焊合板之后这会阻碍销轴和衬套的分解。此外，销轴连接器内部的由安装或者使用时的磨损产生的位移也可能阻碍销轴和衬套的分解。假定存在这些细屑和可能的位移，可用锤击来从连接部件分解销轴和衬套。除安装过程与维修过程所消耗的时间之外，重复焊接、切割和锤击可造成人员危险和连接部件降级或者因其它方式损害。因此，拉铲挖土机挖掘装置的各个部件可快速维修(即，检查、拆卸和修复)，无需焊接和锤击作业，就可提高拉铲挖土机挖掘装置的总效率。

发明内容

本发明的各个方面都涉及将两个部件结合在一起的销轴连接器。销轴连接器适用于挖掘设备，但也可用于各种场合，包括采矿、挖泥、林业，以及建筑设备的宽泛范围。

在本发明的一个方面中，销轴连接器是以机械方式固定的，并适于在不需焊接或锤击的情况下进行安装和移除。销轴连接器可在现场便捷安装和移除，以减少用新替换件更换磨损部件通常所需的困难和时间。当在大型挖掘设备中用联接机构来紧固部件，设备停工期造成重大经济损失时，这是一个特别的优点。另外，由于省却对焊接和锤击的需要，销轴连接器减少了替换挖掘设备部件时用户通常所置身的危险。

另一方面，销轴连接器的各个部件有螺纹并具有截头锥形结构，它们以较小的旋度进行分离，而且还分离掉各部件间挤满的碎屑。销轴也可具有一个或多个具截头锥形结构的端部，它们比较容易地和其它部件分离并与其它部件对准。

在一个实施例中，销轴连接器包括第一连接部件、第二连接部件、销轴和插入件。第一连接部件限定有孔，而且孔的至少一部分有螺纹。第二连接部件限定有孔眼。销轴伸入孔和孔眼中。插入件位于孔内并适于接触销轴。插入件的至少一部分具有螺纹表面，该螺纹表面与孔的螺纹表面啮合。在本实施例的一些结构中，插入件和孔的螺纹表面可具有相应的截头锥形结构。

在另一个实施例中，销轴连接器的连接装置包括连接部件、一对插入件和销轴。连接部件具有一对相间的支臂，该支臂各限定有孔，每个孔的至少一部分具有带螺纹的截头锥形结构。每个插入件的至少一部分具有带螺纹的截头锥形结构，每个插入件位于其中一个孔中，而且每个插入件的螺纹啮合其中一个孔的螺纹。此外，销轴接触每个插入件并在支臂之间延伸。

在又一个实施例中，拉铲挖土机挖掘装置具有经多个销轴连接器结合的多个部件。至少其中一个销轴连接器包括第一连接部件、第二连接部件、销轴和插入件。第一连接部件限定有孔，而且孔的至少一部分有螺纹。第二连接部件限定有孔眼。销轴伸入孔和孔眼中。插入件位于孔内并适于接触销轴。插入件的至少一部分具有螺纹表面，该螺纹表面与孔的螺纹表面啮合。

在这些实施例的任一个中，可使用锁将插入件紧固于孔中。在这些实施例中的任一个中，可使用单独的衬套，或者衬套可并入插入件中。

为了更好理解新颖性的优点和特点，可参照下列叙述的内容和附图，附图描述并举例说明各种有关本发明的不同结构和构思。

附图说明

结合附图阅读前述的发明内容及下列详细说明，定会更好理解它们。

图1是拉铲挖土机挖掘装置的部分透视图，其中包括吊铲抓斗及其索具。

图2是结合第一对连接部件的拉铲挖土机挖掘装置的第一连接装置的透视图。

图3是第一连接装置的分解透视图。

图4是第一连接装置的顶面图。

图5是第一连接装置的顶面分解图。

图6是第一连接装置的侧视图。

图7和图8是第一连接装置分别由图6中剖面线7和8限定时的横剖面图。

图9和图10是第一连接装置中止动器的透视图。

图11是第一连接装置中锁的透视图。

图12和图13是锁的分解透视图。

图14是与第二对连接部件结合的第一连接装置的透视图。

图15和16是对应于图8的剖视图，并描述了第一连接装置的其它结构。

图17是第一连接装置的另一种结构的透视图。

图18-20是对应于图8的剖视图，并描述了第一连接装置的其它锁结构。

图21是与第二对连接部件结合的拉铲挖土机挖掘装置的第二连接装置的透视图。

图22是第二连接装置的分解透视图。

图23是第二连接装置的侧视图。

图24是第二连接装置的侧视分解图。

图25是图23中剖面线25所限定的第二连接装置的剖视图。

图26和图27是第二连接装置中衬套的透视图。

图28和29是由图26中剖面线28和29所限定的衬套的剖视图。

图30是第二连接装置中锁的透视图。

图31和图32是锁的分解透视图。

图33是第二连接装置和移动装置的透视图。

图34是第二连接装置和移动装置的分解透视图。

图35是与第一对连接部件结合的第二连接装置的透视图。

图36-39是对应于图25的剖视图，并描述了第二连接装置的其它结构。

图40是第二连接装置的另一种结构的透视图。

具体实施方式

下面的讨论和附图公开了可用来连接两个连接部件的销轴连接器的各种不同结构。虽然就拉铲挖土机挖掘装置举例公开了销轴连接器，但与销轴连接器有关的构思并不局限于拉铲挖土机挖掘装置，而是可用于各类采矿设备、挖泥设备、林业设备和建筑设备。与销轴连接器有关的构思，仅作为例子，可同吊斗铲连接器衔套、夹斗(即，在挖斗上连接到斗柄)、挖土斗连接器连接机构、前装载机挖斗衔套以及液压缸两端的销轴连接器一起使用。因此，虽然根据拉铲挖土机挖掘装置作为例证来记述销轴连接器，但本文所公开的构思也适用于那些可用于许多应用场合的销轴连接器，不论在采矿业中还是在无关于采矿的工业中。

拉铲挖土机挖掘装置

根据图1，叙述了一种包括吊铲抓斗110和索具115的拉铲挖土机挖掘装置100的一个例子，该拉铲挖土机挖掘装置可用于采矿作业和运土作业。吊铲抓斗110包括多个挖掘齿111和中心堆积区112。挖掘齿111啮合地面，以捣碎或者移去废石、岩石，以及其它碎石，然后将它们收集于堆积区112内。索具115包括各种不同的起重链120、卸料绳130和牵引链140。以卸料绳130调整吊铲抓斗110的方向(即，倾斜或者成角度)，挖掘齿111就可处于贴附地面的位置；吊铲抓斗110可向上倾斜，以保持吊铲抓斗110的内容物处于堆积区112之内；而且吊铲抓斗110可向下倾斜，以便卸除吊铲抓斗的内容物。牵引链140沿朝前的方向横过地面移动吊铲抓斗110，藉此使挖掘齿111贴附地面并捣碎或者移去废石、岩石以及其它碎石。

使用拉铲挖土机挖掘装置100时，废石、岩石，以及其它碎石可能磨损吊铲抓斗110和索具115的那些接触地面或者贴地滑动的各部位。拉铲挖土机挖掘装置100不同部件之间的连接在部件表面彼此靠贴的区域中也可能经受磨损，并受到拉伸力、挤压力、磨擦力或者其它各种力的作用。假定发生磨擦和应变的影响，拉铲挖土机挖掘装置100的各种不同部件须进行定期维护，这种定期维护可能包括检查、拆卸、修理或者替换部件。位于拉铲挖土机挖掘装置100各部件之间的许多连接器是销轴连接器。即，销轴延伸贯穿两连接部件，以将这些连接部件有效地连在一起。仅作为例子，销轴连接器可用来连接许多连接部件，其中包括连到支轴或撑杆上的起重链120、连到使卸料滑轮与起重链120结合的接头上的卸料滑轮，或者卸料绳130的连到吊铲抓斗110的拱门上的套节(socket)。作为下面要讨论的另一个例子，销轴连接器可用来使接头150与牵引链140结合，藉此将牵引链140与吊铲抓斗110结合。作为下面要讨论的再另一个例子，销轴连接器可用来将接头350结合到牵引链140、牵引钢丝绳和卸料绳130上。

正如上面背景技术部分所讨论的那样，采矿和运土作业在维修期内通常暂停进行。除维修过程所消耗的时间之外，重复焊接以及切割可使拉铲挖土机挖掘装置的连接部件降级或者损害。为了减小维修期所消耗的时间和减少对焊接和切割的需要，一个或多个连接装置200和400可用来在拉铲挖土机挖掘装置100内形成销轴连接器。

第一连接装置结构

连接装置200可用来形成将各种不同连接部件结合起来的销轴连接器。图2-8示出接头150中的连接装置200和其中一个牵引链120的末端链环160。形成第一连接部件的接头150在一端限定一对对准孔151，在相对端上限定另一孔152。形成第二连接部件的末端链环160限定孔或孔眼161，该孔或孔眼大致对准孔151。销轴230贯穿孔151和161，以将接头150与末端链环160连接，藉此成形各连接部件之间的销轴连接器。孔152适于以常规方法将接头150连接到吊铲抓斗110上，但又可适于使用连接装置200。此外，连接装置200可用来形成拉铲挖土机挖掘装置100的其它部件之间的销轴连接器或用在其它情况中。

接头150包括一对相间定位的支臂153，该对支臂各有外表面154和相对的内表面155。每个孔151延伸于表面154和155之间，形成对准的孔道，而且每个孔151具有结构呈截头锥形的渐变部156。即，孔151的渐变部156具有类似于截头锥形的渐缩状表面。而且，孔151在外表面154朝内表面155延伸过来的方向上渐缩，致使渐变部156的较大直径最接近于外表面154，而较小直径最接近于内表面155。渐变部156各包括螺纹157，该螺纹优选具有较大的螺距，尽管螺纹157的螺距可有较大变化。在邻接内表面155的区域内，孔151优选具有大致圆筒形或者非渐缩结构。此外，外表面154限定一对邻接孔151的锁定结构158，该锁定结构优选形成为凹窝。

连接装置200包括一对插入件，该插入件在本实施例中起止动器210的作用。连接装置200也优选包括一对衬套220、销轴230和一对锁240。止动器210优选固定在孔151的渐变部156内。在一些结构中可能没有衬套220，该衬套优选邻接止动器210，并位于孔151的大致呈圆筒形的部分内。销轴230至少部分地延伸到孔151和每个衬套220中，致使邻接销轴230的端部231，并可接触止动器210。销轴230横越支臂153之间的空间延伸。当末端链环160连接到接头150时，销轴230贯穿孔161，以将牵引链140与接头150连接。为防止止动器210旋转并从孔151中移出，锁240优选位于锁定结构158内，并在止动器210的各部分上延伸。虽然锁240提供了防止止动器210旋转并从孔151中移出的适宜装置，但也可用许多其它锁紧装置。

止动器210位于销轴230的相对侧上，并防止销轴230从接头150中弹出或移去。每个止动器210包括外表面211、相对的内表面212和渐缩表面213，如图9和图10中所示。当止动器210位于孔151内时，外表面211优选凹入外表面154，并处于接触一部分锁240的位置，但在某些结构中，也另可与外表面154齐平或者突出于外表面154。此外，当止动器210位于孔151内时，内表面212面向衬套220(如果使用的话)和销轴230取向。因此，内表面212可接触衬套220和销轴230，或者与之隔开。每个渐缩表面213是延伸于表面211和212之间的外缘，并使每个止动器210有截头锥形结构，该截头锥形结构在外形和尺寸上与孔151的渐变部156对应。渐缩表面213还包括和螺纹157相配的螺纹214。在优选的结构中，每个螺纹214由螺旋槽限定，而且每个螺纹157由螺旋状凸起限定。然而，也可使用其它螺纹结构。因此，如同螺纹157那样，螺纹214优选具有较大的螺距，尽管螺距可大不相同。大螺距的优点是，相当大部分的渐缩表面213接触孔151的渐变部156，并形成承载区域。即，大螺距增大了渐缩表面213和孔151之间的承载区域。当旋转时，大螺距还保证止动器进行更多的平移，致使移出止动器只需要较少旋转。

相应截头锥形结构和相应螺纹结构的优点是，每个止动器210的较小旋度就足以将止动器210与接头150分离。更具体地说，与螺纹157和214中较大螺距联接的截头锥形结构赋予这样一种结构：其中，当旋转较小的角度时，止动器210就移出其固定位置(即，在此处，锥形表面213接触或者靠贴孔151的表面)。即，视螺距157和214以及所选的具体截头锥形结构而定，旋转止动器210半圈至五圈，就可足以将止动器210与接头150分离。使用拉铲挖土机挖掘装置100的过程中，由于磨损可能发生不重合，而且源自废渣、岩石以及其它碎石的细屑(即较小的颗粒或尘土)可能挤满或者嵌入连接装置200之中。然而，即使当各部件不重合或者存在细屑的时候，止动器210也能以较小的旋度移出其固定位置。

每个止动器210优选限定延伸于表面211和212之间的各种不同的孔215。虽然对每个止动器210只描述了三个孔215，但是每个止动器210中的孔215数目，以及孔215的形状和面积都可有较大变化。在维修期内，检修人员可凭视觉检查衬套220和穿越孔215的销轴230的情况。即，无需拆卸连接装置200，孔215就容许检查销轴230和衬套220的各部分。虽然某些现有的止动器可容许检查一定次数而无需移动止动器，但当止动器210位于孔151内时，孔215可容许检查销轴230和衬套220的更大部分。外表面211还限定了六角形插口216，当欲移去止动器210时，该插口与拆卸工具接合，尽管插口216也可采用许多结构，或者可用其它啮合结构的工具。在衬套220及/或销轴230要进一步检查或者替换的场合下，止动器210之一或二者不需焊炬就可从孔151中分解出来，此乃止动器210和接头150间的机械接合之故。

衬套220具有大致呈圆筒形的结构，该结构安装在孔151内邻接内表面155。每个衬套220限定孔道221。尽管孔道221可贯穿衬套220的中心部，但孔道221却被描述成偏离中心区域。即，贯穿衬套220中心的轴线偏离贯穿孔道221中心的轴线。当位于孔151中时，优选具有较大厚度(从孔道221的表面量到衬套220的外表面)的衬套220的各部分可予定位，以在最受磨损力和擦伤力的区域内提供额外的耐磨损材料。尽管止动器210和衬套220的相对位置可不同，但止动器210的中心被描述成与衬套220的中心对准。为在安装和移除时更易旋转，插口216优选置于止动器210的实际中心上。在连接装置200的某些结构中，衬套220可不存在，致使销轴230直接接触接头150。另外，其它的部件或者衬套的类型可在衬套220之外或者代替衬套220来使用。

销轴230具有大致圆筒形的结构，该结构对应于衬套220中孔道221的直径。在该结构中，销轴230的端部231伸入孔道221中，致使销轴230的中心区横越支臂153之间的空间延伸。当末端链环160连接到接头150时，销轴230贯穿末端链环160。更具体地说，末端链环160位于支臂153之间，并且销轴230贯穿末端链环160的孔161。如上所述，衬套220的中心偏离孔道221的中心。因此，销轴230的中心轴也偏离衬套220的中心。同样，尽管止动器210、衬套220和销轴230的相对位置可不同，但止动器210的中心均偏离销轴230的中心。虽然销轴230的一个或两个端部231可予固定，但销轴230仍描述成具有游动销的结构(即，无头或其它销轴固定措施，而且假使没有止动器210通常能够自由旋转且平移的销轴)。

锁240各包括第一主体241和第二主体242，它们呈通常为L形的结构，犹如图11-13所示。第一主体241包括杆243，该杆伸入第二主体242中互补的孔眼244内，以将主体241和242以枢轴方式联接在一起。主体241和242共同形成锥形或截头锥形形状的通道245。由第二主体242形成的通道245的一部分有螺纹，并将相应有螺纹的也优选具有锥形或截头锥形形状的锁定元件246旋入通道245中。在可供选择的结构中，第一主体241可带螺纹，或者主体241和242都可带螺纹。虽然把通道245和锁定元件246描述成具有锥形或截头锥形的形状，但这些部件也可呈通常为圆筒形的结构。锁定元件246也可具有非螺纹结构，并用其它方式保持在锁中。当锁定元件246位于通道245内时，主体241和242围绕杆243旋转就受到限制，或者分离开来，尤当受到锁定结构158的表面限制的时候。然而，当通道245中不存在锁定元件246时，主体241和242可围绕杆243旋转。有关锁240的其它详情可参照美国专利申请11/818,483获悉，该专利申请于2007年6月13日提交，题为“Lock For Securing Wear Parts To Earth-Working Equipment”，该文件在此一并引作参考。

当锁240位于锁定结构158内时，锁240的端部区域伸入锁定结构158端部上的凹割切口217中。此外，突出部247的从第二主体241向外延伸的诸内表面对置，并可与止动器210的外表面211接触。当使用拉铲挖土机挖掘装置100时，各种不同的力可导致止动器210旋转并松开，藉此助于分离止动器210从接头150的孔151中分离。然而，锁240的存在限制了止动器210可旋转和松开的程度。即，止动器210旋转时，突出部247接触或者靠贴外表面211，并有效地限制止动器210的旋转。而且，当止动器210向上压在突出部247上时，向上力有助于将锁240限制在锁定结构158内。因此，锁240的存在有效地防止了止动器210旋转并从接头150中分离出来。然而，在维修期内，锁240可从锁定结构158中移去，以容许将止动器210移去。在没有突出部247的结构中，锁240的其它各部分可横越止动器210延伸。如下面更详细讨论的那样，附加结构或机构也可用来代替锁240。

拆卸和组装过程

由于拉铲挖土机挖掘装置100中发生的应变，以及废石、岩石以及其它碎石的影响，拉铲挖土机挖掘装置100的各种不同部件要进行例行维修。为了开始连接装置200的拆卸过程，起初将至少一个锁240的锁定元件246从通道245中移去。已知来自废石、岩石及其它碎石的细屑可挤满连接装置200内，而且磨损可引起偏移，因而安装、拆卸常规的丝扣接头可能相当困难。然而，通路245和锁定部件246优选具有相应的截头锥形结构。因此，当旋转较小程度时，锁定元件246移出其固定位置，并且锁定元件246的表面和通道245的表面分离。因此，在这种结构中，锁定元件246可比较简易地从通道245中移去，即使当碎石挤满到通道245上的螺纹和锁定元件246之间区域中时也然。

一旦从锁240上移去锁定元件246，就将锁向上绕轴旋转，以从锁定结构158端部内的凹割切口217上脱离锁240的端部249。移除锁240后，就可旋转止动器210，便于移除。更具体地说，可将具有六角形接触面(或任何适于与插口216结合的接触面)的工具置于插口216内，以助止动器210旋转。如同通道245和锁定元件246那样，止动器210和孔151具有相应的截头锥形结构。因此，当旋转较小程度时，止动器210移出其固定位置，并且止动器210的表面和孔151的表面分离。这种结构的优点是，即使当细屑挤满锥形表面213和孔151之间的区域以及螺纹157和214之间的区域时，止动器210也可从孔151中移去。

一旦松开止动器210(即，脱离其固定位置)，就可从孔151中移去止动器210，藉此露出衬套220和销轴230。与焊接相反，机械固定止动器210的优点是，无需利用焊炬即可对衬套220和销轴230施行无阻碍检查。即，无需焊炬即可移去止动器210，以便可凭视觉检查衬套220和销轴230。然后可对衬套220和销轴230进行检查及/或移除。

组装过程基本上类似于拆卸过程，只不过次序颠倒。组装过程的一个方面涉及止动器210和锁240的安装。为将锁240配合在锁定凹窝158内，以使突出部247越过外表面211延伸，止动器210应该伸入孔151中，达到一个跟锁定结构158相齐的位置或者低于锁定结构158的位置。虽然可使螺纹157和214形成为能使止动器210紧固到固定位置并对准锁定凹窝158的内表面和外表面211，但是通常存在于采矿作业和运土作业周围的废石、岩石以及其它碎石可能影响止动器210在孔151内旋转的程度。同样，接头150和止动器210砂型铸造或其它制造过程中的容差限制可能影响止动器210在孔151内旋转的程度。为了保证锁240可正确安装(例如，充分固定在锁定结构158内)，当充分拧紧到固定位置时，螺纹157和214可配置得使止动器210低于突出部247。止动器210少许松动就会使外表面211和突出部247接触，这样就限制止动器210进一步松开。

附加结构

以上对连接装置200的讨论提供了一种结构及其用于连接装置200的例子。图14描述了替代结构的一个例子，在该结构中，接头350装有连接装置200。

除了可利用连接装置200的各种不同应用场合之外，连接装置200的结构还可大不相同。参照图15，连接装置200的结构中仅有一个止动器210。鉴于上面所讨论的结构中接头150定义了完全穿越支臂延伸的两孔151，在这种结构中接头150上形成单个孔151，该孔完全地穿越那个接纳唯一止动器210的支臂延伸。上面把止动器210和孔151的相应部分记叙成沿其螺纹方向呈锥形，但也可具有非锥形螺纹结构，如图16中所示。在另一种结构中，止动器210中可不存在孔215，如图17所示。因此，上面已予记叙的连接装置200的各种不同的方面或部件，在某些结构中可不存在或者可予更改。

附加结构或者机构可用来代替锁240，以防止或者限制止动器210转动。因此，在连接装置200的某些结构中可不存在锁240，而可利用那些将止动器210紧固到接头150上的其它装置。关于图18，一对弹性体或者橡皮塞159凹入孔151中并接触螺纹214，以便无需锁240就可固定止动器210的位置。在某些结构中，锁240和塞子159两者可组合起来使用。关于图19和20，截头锥形的定位螺钉248具有类似于锁定部件246的结构，这些定位螺钉248伸入接头150中，并靠在止动器210的各部分上，以便限制止动器210转动。具有其它结构的定位螺钉也可用在图19和图20的结构中。在其它结构中，在没有锁240的情况下，可用跨越孔151和邻接外表面211所固定的金属盖板来固定止动器210。作为另一个例子，可用具有授予Jones的美国专利5,088,214中所公开那种结构的锁定机构来代替锁240，该美国专利在此一并引作参考。

另外，可铸造接头150来限定孔151和螺纹157。现有的接头也可翻新，以限定一个或多个具有孔151结构的孔。即，类似于孔151的孔可铣到现有部件上，以使连接装置200可同现有部件一起使用。作为另一种备选方案，具有截头锥形结构的带螺纹的插入件也可焊接或者以其它方法固定到待安装连接装置200的现有部件上。

第二连接装置结构

连接装置400可用来构成能连接各种不同的连接部件的销轴连接器。参照图21-25，利用连接装置400描述了接头350和连接部件360。构成第一连接部件的接头350具有一种限定各种不同的孔351-353的成角度的结构。构成第二连接部件的连接部件360限定一对孔361。销轴420贯穿诸孔351和一个孔361，以将接头350与连接部件360连接，藉此成形各连接部件之间的销轴连接器。举例说明的特定接头350用来固定从一根牵引钢丝绳到卸料绳和牵引链的插口。类似于连接装置400的连接装置也可用在孔352和孔353之中的每个孔中，以分别同一根牵引链140和一个来自卸料绳130的插口形成销轴连接器。因此，尽管将连接装置400与各孔351结合起来描述，但相似的连接装置可在接头350的其它部位用来形成销轴连接器。此外，类似于连接装置400的连接装置可用来形成拉铲挖土机挖掘装置100或者其它场合的其它部件之间的销轴连接器。

接头350包括一对彼此隔开的支臂354，每个支臂具有外表面355和相对的内表面356。每个孔351延伸于表面355和356之间，形成具有截头锥形结构的对准的孔道。即，每个孔351具有类似于截锥体的锥形形状。而且，孔351在外表面355向内表面356延伸过来的方向上渐缩，以使每个孔351在外表面355处的直径大于内表面356处的直径。孔351的表面各包括螺纹357，该螺纹优选具有螺距相当大的螺旋状隆起结构，尽管螺纹357的螺距可大不相同。此外，在每个外表面355处和在孔351的相对侧上可形成一对凹割切口358。尽管每个孔351优选横跨支臂的整个宽度渐缩，但其可包括抵达渐缩部分的一个或每个侧面的非渐缩部。

连接装置400包括一对插入件，该插入件在本实施例中起衬套410的作用。连接装置400同样包括销轴420和一对锁440。可将衬套410固定在孔351内，以使销轴420横跨支臂354之间的空间并穿越连接部件360，至少部分地延伸到孔351中(即，到衬套410中)。为防止衬套410转动并从孔351中移出，锁440伸入切口358中。在这种结构中，销轴420牢固地将连接部件360连接到接头350上。尽管锁440形成了适宜的、防止衬套410转动并从孔351中移出的装置，但也可用许多其它的装置，包括上面针对连接装置200所讨论的装置。

衬套410各包括外表面411、相对的内表面412和锥形表面413，如图26-29所示。当衬套410位于孔351内时，外表面411优选基本上与外表面355齐平，而且内表面412基本上与内表面356齐平。然而，在某些结构中，也可使表面411和412下凹，从表面355和356突起或者以别的方式偏离表面355和356。锥形表面413延伸于表面411和412之间，并赋予外形和尺寸上与孔351一致的衬套410以截头锥形结构。锥形表面413同样包括螺纹414，该螺纹优选具有螺旋槽结构，该螺旋槽结构基本上匹配或对应于螺纹357的螺距(尽管也可使用其它的螺纹结构)。因此，如同螺纹357那样，螺纹414具有较大的螺距，尽管螺距可大不相同。大螺距的优点是，锥形表面413上相当大的部分可接触孔351的表面，并形成承载区域。即，大螺距增大了锥形表面413和孔351之间的承载区域。

相应截头锥形结构和相应螺纹结构的优点是，每个衬套410的较小旋度就足以将衬套410与接头350分离。更具体地说，与螺纹357和414中较大螺距联接的截头锥形构造产生这样一种结构：其中，当旋转较小的角度时，衬套410就移出其固定位置(即，在此处，锥形表面413接触或者靠贴孔351的表面)。即，视螺纹357和414的螺距以及所选的具体截头锥形结构而定，旋转衬套410半圈至五圈，就可足以将衬套410与接头350分离。使用拉铲挖土机挖掘装置100的过程中，由于磨损和源自废渣、岩石以及其它碎石的细屑(即较小的颗粒或尘土)可能变得挤满或者嵌入连接装置400之中，可能发生偏移。然而，即使当各部件不对准或者存在细屑的时候，衬套410也能以较小的旋度移出其固定位置。

外表面411各限定一接纳各锁440中的一个锁的锁定槽415。各锁定槽415横越衬套410延伸，并当衬套410位于孔351内时，对准切口358。锁440各位于诸锁定槽415的一个锁定槽内，并凹入诸锁定槽415的一个锁定槽内，而锁440的端部449伸入切口358中。在这种结构中，锁440防止衬套410转动，并藉此有效地将衬套410固定在接头350上。

内表面412各优选限定截头锥形的或者以其它方式渐缩的腔416，该锥形腔416接纳销轴420的一端421。鉴于在拉铲挖土机挖掘装置100的各种不同部件中诱发的应力，销轴连接器中可能发生磨损和擦伤。为了减少端部421和腔416之间接触区中的磨损和擦伤，衬套410优选在腔416内包括一对覆层417。尽管许多抗磨力较高且无擦伤特性的材料都可用于覆层417，但是适宜的材料包括一系列钴铬合金，这些合金也可含有钨和碳，例如由theDelloro Stellite Group of Goshen，Indiana制造的STELLITE。在某些结构中，覆层417同样可以或者任选地结合到销轴420的端部区域，或者覆层417可不存在于连接装置400中。鉴于为覆层417所选择的材料提供比较高的抗磨力和无擦伤特性，则为衬套410的其余部分所选择的材料可赋予其它的有益特性，例如螺纹414的高尺寸稳定性。

销轴420具有大致圆筒形的结构。然而，销轴420的端部421，优选呈截头锥形的或者以其它方式渐缩的结构。端部421上渐缩的结构的优点涉及将销轴420与衬套410结合起来，以及从衬套410上分解销轴420。更具体地说，端部呈锥形的销轴伸入腔416及从腔416中退出要比端部非锥形的销轴更容易。即使当端部421与腔416不完全对准的时候，锥形结构也许可端部421伸入腔416中，并且在腔416内正确就位。同样，即使当源于废石、岩石或者其它的碎石的细屑挤满到连接装置400中时，该锥形结构也许可端部421更容易地退出腔416。尽管端部421之一或者两者可加以固定，但销轴420被描述成具有游动销的结构(即，能够自由旋转的销轴)。

某些现有的销轴连接器安装有衬套和分离式止动器(例如，焊合板)。然而衬套围绕销轴延伸，以阻止销轴的位移，止动器在销轴端部上延伸，以阻止销轴的轴向位移。然而，连接装置400的优点是，衬套410有效地同时起到现有销轴连接器中衬套和止动器的作用。即，衬套410足以阻止销轴420位移。而且，不需要进行焊接。与压配合或者焊接的衬套相比，衬套的螺纹连接同样非常易于安装和移出。

链环部件360具有与接头350和其中一根牵引钢丝绳上的插口相连接的结构。更具体地说，销轴420贯穿各孔361中的一个孔来将链环部件360固定在接头350上，而且插口可藉助诸孔361中的另一个孔来固定。因此，链环部件360用来将诸插口中的一个插口有效地连接到接头350上。然而，在某些结构中，可以不存在连接链环360，致使销轴420贯穿并直接与诸插口中的一个插口连接。

锁440颇类似于锁240，并且工作原理相同。各锁包括第一主体441和第二主体442，这些主体呈现通常为L字形的结构，如图30-32所示。第二主体442包括杆443，该杆伸入第一主体441中互补的孔眼444内，以将主体441和442以枢轴方式联接在一起。主体441和442共同形成形状为锥形或截头锥形的带螺纹的通道445。相应的带螺纹锁定部件446同样具有锥形或者截头锥形的形状，其在通道445中有螺纹。虽然把通道445和锁定部件446描述成具有锥形或截头锥形的形状，但这些部件也可呈大致为圆筒形结构。当锁定部件446位于通道445内时，主体441和442受限不作绕杆443旋转。然而，当锁定部件446未位于通道445内时，主体441和442可绕杆443旋转。有关锁440的其它详情可参照美国专利申请11/818,483获悉，该专利申请于2007年6月13日提交，题为“Lock For Securing Wear Parts ToEarth-Working Equipment”，该文件在此一并引作参考。

拆卸和组装过程

为了开始连接装置400的拆卸过程，起初将锁定元件446从通道445中移去。鉴于来自废石、岩石及其它碎石的细屑可挤满到连接装置400内，而且磨损可引起偏移，因而安装、拆卸常规的丝扣接头可能相对困难。然而，通路445和锁定部件446优选具有相应的截头锥形结构。因此，当旋转较小程度时，锁定元件446移出其固定位置，并且锁定元件446的表面和通道445的表面分离。因此，在这种结构中，锁定元件446可从通道445中移去，即使当碎石挤满到通道445上的螺纹和锁定元件446之间区域中时也然。

一旦移去锁定部件446，锁440就可向上绕轴旋转(即，主体441和442的内端部绕杆443向上回转)，从切口358中脱离锁440的端部449。端部449伸入切口358中，并当位于锁定槽415内时，防止衬套410转动。然而，移除锁440后，衬套410就可旋转，便于移除。如同通路445和止动器446那样，衬套410和孔351优选具有相应的截头锥形结构。因此，当旋转较小程度时，衬套410移出其设定位置，并且衬套410的螺纹表面与孔351的螺纹表面分离。这种结构的优点是，即使当细屑挤满到锥形表面413和孔351之间的区域中以及螺纹357和414之间的区域中时，衬套410也可从孔351中移去。

鉴于拉铲挖土机挖掘装置100中可能存在的大量各种部件，以及细屑可能挤满到连接装置400各部分中的程度，可用移除装置450从孔351移出衬套410。参看图33和图34，移除装置450包括外壳451、扳手452和定心工具453。在组装后的情况下，外壳451靠在外表面411上，而且扳手452的下部和定心工具453伸入锁定槽415中。外壳451下部区域的凸缘也可伸入定心工具453中的狭槽中，以限制外壳451移离衬套410。而扳手452靠在锁定槽415的侧面上，定心工具453下部的突出部伸入形成于锁定槽415的相对侧上的一对凹坑418中。当按此方式予以组装时，扳手452防止了定心工具453独立于衬套410转动。即，旋转定心工具453诱发衬套410中的相应转动。然后链条、纲索或其它固定装置可固定到外壳451侧面上的小孔中，以限制外壳451相对接头350转动。最后，可使定心工具453旋转，以引起在其中一个衬套410中相应转动。

一旦松开衬套410(即，脱离其固定位置)，即可从孔351中移出衬套410。如上所讨论，销轴420的锥形端部421比非锥形端部更容易从腔416中退出，这样就容许销轴420与衬套410分离。然后，从链环部件360和孔351中退出销轴420，以便基本上完全拆卸连接装置400。在某些其它的连接装置中，为了移出销轴，锤子可能是必不可少的，尤当碎石挤满到装置中时或者当安装或磨损所致偏移时。然而，鉴于销轴420的直径大大地小于孔351的直径，销轴420可容易地从接头350中移去。拆卸过程可包括移除所有的衬套410或者仅仅移除其中一个衬套410。鉴于端部421上的锥形结构，销轴420通常可予分离，即使当仅仅移去其中一个衬套410时也如此。

组装过程基本上类似于拆卸过程，只不过次序颠倒。连接装置400的优点涉及销轴420的安装。安装销轴的某些常规过程可能需要锤击来使销轴穿越每个衬套就位。然而，在本发明中，因为当插入销轴时，仅仅安装一个衬套，所以销轴的插入更加容易。由于仅仅安装其中一个衬套410，销轴420可容易地插过相对大的开孔，该相对大的开孔由各孔351中的一个孔形成，其中没有衬套置于待安装的那一个衬套的腔416内。然后，可安装其它衬套410。有关组装过程的另一种方面涉及衬套410和锁440的安装。为了将锁440配合在锁定槽415和切口358内，锁定槽415必须与切口358对准。虽然可使螺纹357和414形成得能将衬套410紧固到固定位置并与锁定槽415和切口358对准，但是通常存在于采矿作业和运土作业周围的废石、岩石以及其它碎石可能影响衬套410相对于孔351旋转的程度。同样，接头350和衬套410在砂型铸造或其它制造过程中的容差限制可能影响衬套410相对于孔351旋转的程度。为了保证锁定槽415和切口358可对准，当完全拧到固定位置时，螺纹357和414可安装得许可锁定槽415超越切口358旋转。那时松开衬套410，锁定槽415和切口358就可对准。

附加结构

以上对连接装置400的讨论提供了一种结构及其用于连接装置400的例子。参看图35，图中示出了接头150安装有连接装置400的结构例子。而且，有关连接装置400的构思可结合到其它类型的采矿设备以及包括各类挖泥设备、林业设备和建筑设备的其它应用场合中。

除了可利用连接装置400的各种不同应用场合之外，连接装置400的结构还可大不相同。参看图36，连接装置400的结构中仅有一个衬套410。尽管在上面所讨论的结构中链环350限定了两个孔351，但在这种结构中链环350上形成了单孔351，该孔完全穿越其中一个支臂延伸，接纳唯一的衬套410。连接装置400的各种不同部件同样如上所述为锥形，但也可具有非锥形结构。参看图37，举例来说，销轴420描述成具有圆筒形端部，而非锥形端部。同样，在图38中，衬套410描述成具有圆筒形的，而非截头锥形的外周结构。作为另一种备选方案，锁440的锁定部件446也可具有圆筒形结构。在图39中，描述了另一种结构，其中腔416完全穿越衬套410延伸，这样就成形贯穿衬套410的孔。在这种结构中，销轴420贯穿腔416并承靠在锁440上，该锁形成能防止销轴420移动的止动器。如图39所示，止动器210和锁240也可用来固定衬套410而不依赖于锁440。

另外，如图40所示，在连接装置400的某些结构中，锁440可不存在。当锁440不存在时，可利用其它将衬套410固定到接头350上的装置，其中包括插入螺纹357和螺纹414之间的弹性体塞或者橡皮塞、横跨孔351和邻接外表面411而固定的金属条，或者一套延伸于接头350和衬套410之间的螺钉。作为另一个例子，可用具有授予Jones的美国专利5,088,214中所公开那种结构的锁定机构，该美国专利在此一并引作参考。因此，上面描述的连接装置400的各个方面或部件在某些结构中可不存在或者可予更改。

另外，可铸造接头350来限定孔351和螺纹357。现有的链环也可翻新，以限定一个或多个具有孔351结构的孔。即，孔可铣到现有链环上，以使连接装置400可同现有链环一起使用。作为另一种备选方案，具有截头锥形结构的带螺纹的插入件也可焊接或者以其它方法固定到待安装连接装置400的现有链环上。

上文和附图中公开了本发明的各式各样结构。然而，公开的目的是要对有关本发明的特点和构思举出例子，并非限制本发明的范围。相关领域的技术人员将承认，可对上述结构进行众多变更和改进，而不偏离本发明的范围。

Claims (31)

1.一种销轴连接器，包括：

限定孔的第一连接部件，该孔的至少一部分有螺纹；

限定孔眼的第二连接部件；

延伸进孔和孔眼中的销轴；以及

插入件，该插入件位于孔内并适于接触销轴，该插入件的至少一部分具有与孔的螺纹表面啮合的螺纹表面。

2.权利要求1中所述的销轴连接器，其中插入件和孔的螺纹形成于相应的渐缩表面上。

3.权利要求1中所述的销轴连接器，其中插入件覆在销轴的端部上，并防止销轴从销轴连接器穿过孔而移出。

4.权利要求1中所述的销轴连接器，其中插入件限定衬套并环绕销轴的一部分。

5.权利要求1中所述的销轴连接器，还包括位于孔内的衬套，该衬套限定围绕销轴延伸的孔道。

6.权利要求5中所述的销轴连接器，其中销轴的中心轴偏离衬套的中心。

7.权利要求1中所述的销轴连接器，其中插入件限定接纳销轴的腔。

8.权利要求7中所述的销轴连接器，其中腔的至少一部分向内渐缩，并且位于腔中的销轴的端部也相应渐缩。

9.权利要求7中所述的销轴连接器，其中一复层构成腔的至少一部分表面，该复层由耐磨材料构成。

10.权利要求1中所述的销轴连接器，还包括锁，其中第一连接部件包括啮合所述锁的锁定结构，并且该锁适于接触所述插入件，以防止插入件从第一连接部件中移出。

11.权利要求1中所述的销轴连接器，其中第一连接部件包括一对间隔开的支臂，其中一个支臂包括第一孔，而另一个支臂包括与第一孔对准的第二孔，其中第二连接部件位于这两个支臂之间，使得孔眼与第一孔和第二孔对准，并且其中销轴容纳进第一孔、第二孔和孔眼中。

12.权利要求11中所述的销轴连接器，其中第二孔的至少一部分有螺纹并与插入件中的第二插入件螺纹啮合，并且其中各孔的螺纹表面和插入件的螺纹表面都具有相应的截头锥形结构。

13.权利要求12所述的销轴连接器，该销轴连接器包括锁，其中第一连接部件包括每个支臂上的锁定结构，并且其中该锁容纳在每个锁定结构中以制止插入件从孔中移出。

14.权利要求13中所述的销轴连接器，其中每个插入件与销轴的端部相对，以防止销轴移出插入件。

15.权利要求14中所述的销轴连接器，其中每个插入件都包括容纳销轴一部分的孔道。

16.权利要求12中所述的销轴连接器，其中每个插入件都包括容纳销轴一部分的孔道。

17.权利要求16中所述的销轴连接器，其中耐磨材料复层构成所述孔道的至少一部分表面。

18.权利要求16中所述的销轴连接器，其中插入件中接纳销轴的每个孔道的表面限定了渐缩区域，并且其中销轴的对置端部各形成对应的渐缩。

19.一种用于销轴连接器的连接装置，该连接装置包括：

连接部件，该连接部件具有一对支臂，每个支臂包括内表面带螺纹的孔，该孔的表面至少沿着螺纹具有截头锥形结构；

位于每个孔内的止动器，每个所述止动器具有外表面、相对的内表面以及侧表面，该侧表面从外表面到内表面向内渐缩以限定截头锥形结构，侧表面具有与相应孔中的螺纹啮合的螺纹；

销轴，该销轴具有两个端部和位于所述端部之间的中心区，所述端部伸入孔中并与止动器内表面相对；以及

位于每个孔内的衬套，每个所述衬套限定围绕销轴的其中一个端部延伸的孔道。

20.权利要求19中所述的连接装置，其中连接部件限定位于每个孔附近的缺口，并且连接装置还包括位于每个缺口内的锁，该锁的一部分在止动器外表面上延伸，以防止止动器从相应的孔中移出。

21.一种销轴连接器的连接装置，该连接装置包括：

连接部件，该连接部件具有一对支臂，每个支臂包括表面带螺纹的孔，该孔的表面至少沿着螺纹具有截头锥形结构；

位于每个孔内的衬套，每个所述衬套具有外表面、相对的内表面以及侧表面，该侧表面从外表面到内表面向内渐缩以限定截头锥形结构，侧表面具有与相应孔中的螺纹啮合的螺纹，并且内表面限定朝外表面延伸的孔道；以及

销轴，该销轴具有两个端部和位于所述端部之间的中心区，所述端部伸入衬套中的孔道内。

22.权利要求21中所述的连接装置，其中每个所述孔道和销轴的每个所述端部是渐缩的。

23.权利要求21中所述的连接装置，其中耐磨材料复层构成所述孔道的至少一部分表面。

24.权利要求21中所述的连接装置，其中连接部件在每个支臂上的孔附近限定至少一个缺口，并且衬套的第一表面限定凹槽，该连接装置还包括位于每个支臂的缺口内并在每个衬套的槽内的锁。

25.一种拉铲挖土机挖掘装置，具有通过销轴连接器结合的多个部件，至少一个销轴连接器包括：

限定孔的第一连接部件，该孔的至少一部分有螺纹；

限定孔眼的第二连接部件；

延伸进孔和孔眼中的销轴；以及

插入件，该插入件位于孔内并适于接触销轴，该插入件的至少一部分具有与孔的螺纹表面啮合的螺纹表面。

26.权利要求25中所述的拉铲挖土机挖掘装置，其中插入件和孔的螺纹形成于对应的渐缩表面上。

27.一种用于销轴连接器的衬套，该衬套具有用于接纳销轴的孔道和外表面，所述销轴将两个连接部件结合在一起，所述外表面适于啮合并且被容纳进其中一个连接部件中的孔内，外表面的至少一部分限定螺纹，以啮合孔中的对应螺纹，以将衬套保持在孔中。

28.权利要求27中所述的衬套，其中限定螺纹的那部分外表面具有截头锥形结构。

29.权利要求28中所述的衬套，其中孔道的至少一部分是渐缩的。

30.权利要求28中所述的衬套，其中该孔道设有复层。

31.一种用于销轴连接器的止动器，该销轴连接器具有第一连接部件、第二连接部件和销轴，所述第一连接部件包括一对支臂，每个支臂带有孔，所述第二连接部件安装在所述支臂之间并具有与孔对准的孔眼，所述销轴容纳在孔眼和每个孔中，该止动器包括：内表面，所述内表面与销轴的端部相对并防止销轴移出止动器；相对的外表面，所述相对的外表面包括工具接合结构；以及周边侧表面，该周边侧表面具有从外表面到内表面渐缩的结构并且包括螺纹，该螺纹用来啮合孔中的对应螺纹。

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